• 沙漠甲虫可能是无冰挡风玻璃,风力涡轮机和飞

    2019-04-13 16:27:55

    沙漠甲虫可能是无冰挡风玻璃,风力涡轮机和飞机的关键 寒冷的冬天早晨意味着我们的汽车刮冰器开始经常使用。冻结温度和晨露产生冰覆盖的挡风玻璃,需要一些肘部油脂去除。虽

      沙漠甲虫可能是无冰挡风玻璃,风力涡轮机和飞机的关键

      寒冷的冬天早晨意味着我们的汽车刮冰器开始经常使用。冻结温度和晨露产生冰覆盖的挡风玻璃,需要一些肘部油脂去除。虽然刮刮我们的挡风玻璃是一件令人讨厌的事情,飞机上的积冰实际上可能非常危险。飞机上喷洒刺激性化学物质以除去冰,在飞行中,温暖的发动机空气可以重新布置以防止机翼积聚冰。当冰积聚在风力涡轮机叶片上时,它们的效率会大大降低。必须定期采取除冰措施,以使它们能够产生最佳能量。弗吉尼亚理工大学的研究人员已经提出了一种解决方案,可以防止在这些类型的表面上形成冰,这样那些刺激性的化学品和劳动密集型的做法就可以了。纳米布沙漠甲虫是在极端环境中茁壮成长的生物之一。它生活在世界上最热门的地方之一,但能够收集空气中的水来生存。弗吉尼亚理工大学的研究人员发现,模仿甲虫壳的材料可以防止水分和冰在表面形成。甲虫有一个凹凸不平的外壳,凸起的尖端吸收水分形成水滴,两侧光滑,排斥水。这创造了直接通向甲虫口的通道。这种凹凸不平的设计让研究人员意识到它们可以控制露珠的生长。科学家通过使用光刻技术开发了一个图案化的表面,创造了化学阵列,吸引水覆盖表面顶部,排斥水以控制冰的扩散。他们认为这种材料可以扩展到大型表面区域,如飞机机翼和风力涡轮机叶片以及加热线圈和汽车挡风玻璃。“我们在一块冰周围形成一个干燥区域,”生物医学助理教授Jonathan Boreyko说。

       弗吉尼亚理工大学的工程与力学“露珠优先在亲水点阵列上生长。当点间距足够远并且其中一滴冰冻结成冰时,冰不再能够将霜扩散到相邻的水滴,因为它们距离太远。滴水实际上完全蒸发,在冰层周围形成一个干燥的区域。“一个冰冻的露珠可以开始冰的扩散,因为冰从露珠中收集水分,冰桥开始形成,产生连锁反应。该模式保持露珠分离,从而防止这种连锁反应发生。“流体从高压到低压,”Boreyko说。 “冰作为湿度下沉,因为冰的蒸气压低于水的蒸气压。压力差导致冰生长,但采用这种甲虫灵感的图案设计得恰当,同样的效果创造了一个干燥的区域,而不是霜。“因为保持表面干燥和无冰是能源密集型,这一突破可以节省时间,金钱和能量在各种应用中。